Что такое быстрый сон в современном понимании? Сном называют необычное состояние человеческого организма, когда все системы тела начинают работать в особом режиме. Человеческое сознание имеет свойство отключаться от внешней среды с целью восстановления полноценной деятельности нервных клеток и мышечного тонуса.
Парадоксальная фаза сна - самая непонятная и непредсказуемая фаза, несмотря на то что она уже несколько десятков лет исследуется учеными со всех уголков мира. Множество необычных реакций можно наблюдать, когда человек переживает стадию быстрого сна.
Чтобы понять, что такое быстрый сон, нужно ознакомиться со всеми фазами, с которыми сталкиваются люди в своей ночной жизни.
Сон здорового человека условно можно поделить на два периода:
- Медленная фаза (включает в себя 4 основные стадии: дремота, сонные веретена, дельта и глубокий сон; характерен процесс анаболизма - создаются новые клетки и клеточные структуры).Фаза медленного сна может увеличиваться, если человек занимается спортом за несколько часов до сна (3-6). Будут полезны даже самые минимальные физические нагрузки.
- Быстрая фаза (включает в себя одну стадию, на которой происходят все самые яркие сновидения; выполняется функция защиты психики и обмен информацией между сознанием и подсознанием).
Быстрый сон - это пятая стадия сна, которая характеризуется быстрыми колебаниями электрической активности. Организм полностью расслаблен и поддерживает неподвижный режим, так как мышечный тонус резко падает. В то же время состояние напоминает этап бодрствования, когда мозг начинает продуктивно работать.
В период быстрого сна человек, как правило, видит самые яркие и реалистичные сны. Если на этом этапе его разбудить, он сможет рассказать весь свой сон, учитывая даже самые мелкие и незначимые детали.
В 50-х годах XX века известный ученый американского происхождения Натаниэл Клейтман увлекся феноменом вращающихся глаз во время сна. Совместно со своими ассистентами он проводил огромное количество исследований. Научными деятелями было подмечено, что есть периоды сна, во время которых активность глазных яблок существенно увеличивается. Под закрытыми веками наблюдаются резкие хаотичные движения.
На этом эксперименты не закончились. Исследователи попытались разбудить человека на данной стадии сна. Проснувшийся подопытный мог без замедлений рассказать все, что с ним происходило в сновидении, при этом детализируя все увиденные образы.
Это натолкнуло ученых на два факта:
- В человеческом мозге сновидения появляются именно в быстрой фазе.
- Главная особенность фазы - повышенная активность мозга.
Экспериментаторам понадобилось немного времени, чтобы провести все необходимые наблюдения и написать научную работу по этой теме. Опубликованное исследование рассказывало о том, что процесс обыкновенного сна характеризуется неоднородностью и содержит в себе необъяснимые парадоксы.
Человек способен видеть сны и в других фазах, но сюжетные линии практически никогда не запоминаются. А вот пробуждение на стадии быстрого сна позволит вспомнить все события сновидения.
Прежде чем проводить наблюдения над человеческим организмом, ученые для экспериментов использовали лабораторных мышей и крыс. А со временем в число подопытных животных попали кошки.
Сон предназначен для того, чтобы организм сумел полноценно отдохнуть после своей активной деятельности и восстановить потраченные силы. Каждая из стадий сна у человека имеет свое предназначение.
БДГ-фаза сна имеет ряд полезных функций:
Фазу быстрого сна нежелательно прерывать. Как правило, люди делают это специально, чтобы не успеть забыть сюжет сна. Нередко в конце фазы, когда человек просыпается, он не помнит и половины из того, что ему снилось. Однако часто пренебрегать парадоксальным сном нельзя. Действия могут негативно отразиться на психическом благополучии человека.
Процесс быстрого сна составляет четвертую часть от всего ночного отдыха. Он помогает эффективно обработать всю информацию и выделить наиболее необходимую для жизнедеятельности.
Каждый из периодов сна имеет определенные проявления. Если для пассивной (медленной) фазы характерными являются стабильность и спокойствие, то для активной (быстрой) фазы будут присущи видимые особенности.
У людей, что слепы с самого рождения, БДГ-фазы нет как таковой. Зрительные образы для их снов не характерны. Сновидения незрячих людей строятся на слуховых и осязательных ощущениях.
Если спящего человека подключить к специальным приборам, которые фиксируют все изменения в теле, то можно обнаружить, что показатели, собранные в процессе фазы быстрого сна, практически совпадают с показателями этапа полноценного бодрствования. Казалось бы, спящий должен проснуться, как только его мозг начинает трудиться в ускоренном темпе. Однако его тело полностью расслаблено и находится в состоянии релаксации. В этом и заключается главный парадокс фазы быстрого сна.
Полноценный цикл сна, как правило, длится не больше 1,5 часа. Для медленной фазы предоставляется 75-85% всего времени, а для быстрой - 15-25%. За ночь, пока человек отдыхает, цикл может повториться 4-6 раз.
Стадия быстрого сна наступает приблизительно через 90-95 минут после засыпания. После чего начинают проявляться все необычные признаки.
Все особенности, связанные с периодами сна, напрямую зависят от возраста. С увеличением возраста могут накапливаться проблемы с ночным отдыхом.
У взрослого здорового человека период быстрого сна занимает 10-15 минут. Но не стоит забывать, что организмы разных людей и функционировать могут по-разному. Бывают случаи, когда парадоксальная фаза затягивается на 20-25 минут, или же заканчивается спустя 5-7.
Ученые выяснили, сколько нужно времени для того, чтобы человек смог полностью восстановить свои силы. Исследования показали, что достаточно 5 часов. За это время организм успевает вернуться в тонус и освежить голову от тяжелых мыслей.
Но чтобы реально выспаться за столь небольшой временной промежуток, нужно придерживаться советов специальной техники.
Придерживаться этих правил нужно обязательно, так как они все взаимосвязаны между собой. Продуманный комплекс норм поможет рационально распоряжаться временем и своими силами.
Ряд правил обязательно должен подкрепляться гигиеной сна! Постель должна быть чистой и аккуратно застеленной. Нежелательно использовать чрезмерное количество ночных аксессуаров (много подушек, мягких игрушек и так далее).
Не нужно злоупотреблять медицинскими препаратами, что помогают успокоиться и заснуть. В том числе необходимо отказаться от спиртных напитков и различных наркотических веществ.
Парадоксальный сон
Бодрствование - состояние тоже неоднородное и его можно разделить на стадии. Собственно, это было известно всегда, но находилось за пределами исследований и классификаций.
Электроэнцефалография позволила разделить бодрствование на три стадии, или ступени. Верхняя, которую можно назвать напряженным бодрствованием, соответствует периодам самой интенсивной умственной и физической деятельности. Средняя - это, так сказать, нормальное бодрствование; оно весьма далеко от сна, но уже не связано с привычной деятельностью и особыми эмоциями не окрашено. Наконец, нижняя ступень - бодрствование расслабленное; крайняя его степень - переход ко сну на фоне внутреннего созерцания: человек еще не спит, но уже отрешен от внешнего мира углублен в себя. Здесь, как и во сне, каждой ступени соответствует своя картина биоэлектрической активности мозга.
Все разложено по полочкам. Кажется, можно сесть и спокойно поразмыслить о сущности и назначении сна, об его взаимоотношениях с бодрствованием… Именно такое настроение и было у физиологов, занимавшихся этой проблемой в начале пятидесятых годов, как вдруг перед их взором возник нежданно-негаданно парадокс, смешавший им все карты.
Парадокс так и назвали - парадоксальный сон. Открыл его в 1952 году аспирант доктора Натаниэля Клейтмана, руководителя лаборатории сна в Чикагском университете. Звали аспиранта Юджин Азеринский.
Клейтман изучал связи между биологическими часами и температурой, давлением крови, сердечной деятельностью и обменом веществ. Подобно английским физиологам, проводившим лето на Шпицбергене, он тоже пробовал переставлять биологические часы и вместе со своим помощником спускался в подземные пещеры Кентукки, где всегда была постоянная температура, постоянный мрак и снаружи не доносилось никаких звуков. Клейтману удалось навязать своему организму непривычный ритм сна и бодрствования. После этого он начал изучать тот же ритм у маленьких детей и, непрерывно записывая у них биотоки, доказал, что грудные дети в возрасте нескольких недель бодрствуют не два часа в сутки, как думали прежде, а целых восемь часов.
Наблюдая за этими детьми, Азеринский сделал открытие. Он заметил, что во время сна у них периодически появляются быстрые движения глаз, сопровождающиеся на электроэнцефалограмме быстрыми низковольтными ритмами. Детям прикрепили к векам концы тончайших электродов и в течение многих месяцев регистрировали у них электрические импульсы глазных мышц. Так было положено начало полиграфическим исследованиям сна - записи биотоков мозга в сочетании с записью движений глаз (электроокулограмма), движений мышц (электромиограмма), сердечных ритмов (электрокардиограмма) и кожно-гальванических реакций.
Движения глазных яблок наблюдали и до Азеринского, но им не придавали особого значения и не сопоставляли с электроэнцефалограммой. Никому из ученых до Клейтмана не приходило в голову, что эти движения, по крайней мере у взрослых, могут быть связаны со сновидениями. Клейтман же это заподозрил и начал экспериментировать со взрослыми испытуемыми. Классификации, с которыми мы познакомились в прошлой главе, заканчивались стадией глубокого сна, а быстрые движения глаз начинаются как раз после этой стадии.
Сначала Клейтман проводил исследования со своими сотрудниками и студентами; среди его студентов был Уильям Демент, будущий психиатр в Стэнфордском университете и такой же, как Клейтман, энтузиаст проблемы сна. Предметом исследований была та фаза сна, которая сопровождалась быстрыми движениями глаз, или сокращенно REM-фаза (от первых букв английских слов rapid eyes - быстрые движения глаз). Постепенно начала вырисовываться следующая картина. Быстрые движения глаз появляются 4-6 раз за ночь, впервые через час-полтора после засыпания. Этот интервал, в основном, сохраняется до полного пробуждения, но длительность быстрых движений глаз к утру нарастает. Первый раз они могут продолжаться от шести до десяти минут, а последний - полчаса, а то и больше. Во время REM-фазы электроэнцефалограмма регистрирует совершенную десинхронизацию. Если не особенно вдаваться в подробности, картина очень похожа то на дремоту, то на бодрствование. Между тем мышечный тонус еще ниже, чем во время дельта-сна, после которого, вернее, после короткой промежуточной стадии, когда на электроэнцефалограмме снова появляются сонные веретена и наступает REM-фаза. Человек погружен в очень глубокий сон, и разбудить его в этой стадии гораздо труднее, чем когда он пребывает в самом глубоком дельта-сне, и это при энцефалограмме, показывающей чуть ли не бодрствование!
Вот почему французский ученый Мишель Жуве и назвал REM-фазу парадоксальным сном в отличие от сна ортодоксального, которым все занимались до 1952 года. В наши дни большинство исследователей предпочитают называть парадоксальный сон просто быстрым, а ортодоксальный - медленным; быстрым - не только из-за быстрых движений глаз, но главным образом из-за быстрых ритмов на электроэнцефалограмме, и медленным - из-за медленных ритмов.
Таким образом, ночной сон складывается из циклов, а каждый цикл из пяти стадий - четырех стадий медленного сна и стадии быстрого. Если судить по глубине сна и нарисовать соответствующую кривую, то у нас получится несколько спусков по лестнице вниз, заканчивающихся подъемами на лифте: после быстрого сна мы сразу поднимаемся в поверхностный. Эти спуски и подъемы образуют своего рода биологический ритм, равный приблизительно полутора часам. Внутренняя структура цикла «спуск-подъем» меняется от вечера к утру: в первых циклах доля быстрого сна невелика и преобладает медленный сон, в последних медленный сон уступает место быстрому; от медленного сна иногда остается лишь стадия сонных веретен. Есть предположение, что полуторачасовой ритм является одним из основных биоритмов и в неявной форме не покидает нас и во время бодрствования.
Первые годы после открытия быстрого сна ознаменовались всевозможными открытиями, с ним связанными. Были уточнены его тонические, то есть существующие во время всего периода, и фазические, то есть кратковременные, проявления. К первым относят характерные изменения в электроэнцефалограмме, резкое падение мышечного тонуса, особенно мышц шеи и лица (до биоэлектрического «молчания» на электромиограмме), усиление мозгового кровотока, а ко вторым - быстрые, скачкообразные движения глаз, подергивания мышц, колебания сердечного ритма, дыхания и кровяного давления. У животных, кроме того, поднимается температура мозга и появляется особый ритм биотоков в мозговых структурах, связанных с организацией инстинктивного поведения и эмоциональных процессов.
Но самое замечательное в том, что быстрый сон оказался связанным со сновидениями. В 80-90% случаев те, кого будили во время быстрого сна, сообщали, что они только что видели сновидения, и охотно рассказывали его. Если же их будили хотя бы через несколько минут после окончания быстрого сна, они забывали большую часть своего сновидения. Дементу и другим исследователям удалось опровергнуть два укоренившихся заблуждения. Раньше считалось, что есть люди, которые видят сны, и есть люди, которые снов не видят. А оказалось, что сновидения бывают у всех без исключения, просто одни их помнят, а другие нет. Думали также, что сновидение длится лишь секунды, а оказалось, что оно может длиться целых полчаса. Действие, происходящее в сновидении, занимает иногда столько же времени, сколько продолжалось бы оно в реальной обстановке.
У новорожденного быстрый сон составляет более 50% общей продолжительности сна, у ребенка до двух лет - 30%, от двух до пяти - 20%, от пяти до тринадцати - 10%, у взрослых - от 15 до 25%. Видят ли сны новорожденные, мы обсудим позже; мы же с вами, без сомнения, их видим, причем видим буквально, так как быстрые движения глаз означают, что мы смотрим. И учащенное наше дыхание, и переменчивый пульс, и повышенное давление - все это не что иное, как вегетативный аккомпанемент к «смотрению» снов, за которым, с одной стороны, скрывается усиленный обмен веществ со значительным расходом энергии, а с другой - недвусмысленные волнения и переживания, иногда прямо эмоциональные бури. Вот вам и отдых!
А каково процентное соотношение между всеми стадиями сна? По нашим данным I стадия занимает в среднем у здорового взрослого человека 12,1% ночного сна, II стадия - 38,1%, стадия - 14,2%, IV стадия - 12,1%, а быстрый сон - 23,5%.
Быстрый сон глубже медленного. В его организации участвуют древние отделы мозга. Младенцы отдают предпочтение ему. Некоторые ученые на этом основании полагают, что в ходе эволюции он появился раньше медленного. Однако положение дел в филогенезе заставляет думать обратное. Быстрый сон появляется у птиц и занимает у них 0,1% сна. У кролика быстрый сон не превышает 3%, у овец тоже, у крыс он достигает 10%, у кошек - 20%, у обезьян - 10%. Многое говорит за то, что длительность быстрого сна находится в прямой зависимости от величины тела и продолжительности жизни и в обратной - от интенсивности основного обмена. А отчего у кролика так мало быстрого сна, а у кошки много? Закономерность видна и тут. Кошка - двоюродная сестра хищников, а кролик их обычная жертва. Животные-охотники могли сколько угодно видеть сны, а их жертвы не имели права. Вот почему у всех жвачных быстрый сон так же короток, как и у кролика. Жвачные жуют свою жвачку всю ночь. Они спят с открытыми глазами и жуют. Чтобы жевать, им приходится держать голову и шею выпрямленными. Если их мышцы ослабнут и голова опустится, жевать им не удастся. Может быть, у них нет быстрого сна и сновидений еще и по этой причине?
Быстрый сон - что же это такое? Глубина и поверхностность, пассивность и активность - все переплетено в нем самым причудливым образом. Полно, да сон ли это! Не бодрствование ли это, обращенное вглубь? А может быть, это третье состояние, третья форма жизни? Первая - бодрствование, вторая - медленный сон, третья - быстрый. Такие мысли приходили в голову многим исследователям, когда они начали сталкиваться то с одним, то с другим парадоксом быстрого сна.
Кто из нас не знает, что такое сон? Мы все испытываем на себе это явление каждую ночь, и для нас это неотъемлемая часть нашей повседневной жизни. Это настолько естественный процесс, что мы редко когда задумываемся, зачем мы, собственно говоря, спим, и зачем тратим столько полезного времени (треть жизни, если быть точным) , как кажется, «впустую».
Может, уже пора изобрести таблетку, приняв которую можно забыть о сне и посвятить освободившееся время своим любимым занятиям? Попытаемся понять: зачем нам нужен сон и имеет ли перспективы жизнь без сна.
Для начала проведем разграничение между понятием сна (sleep) , как физиологического процесса, и сновидений (dream), как процесса психологического. Сном занимается наука сомнология, тогда как сновидениями - онейрология. Когда мы говорим «я видел сон», мы говорим не о сне, как таковом, а о сновидениях, которые имеют место быть во время сна. О сновидениях мы детально поговорим в следующих постах, начнем же с основ физиологии сна.
Что же такое сон?
Мы знаем, что жизнь всех живых существ делится на две большие фазы: активную фазу (бодрствование) и фазу покоя (сон) . Долгое время эти фазы определялись только визуальным способом, то есть если человек или любое другое животное находится в неподвижном состоянии, часто в характерной позе, и его реакции на стимулы окружающего мира заторможены либо отсутствуют вовсе - значит, человек находится в состоянии сна.
Однако, такое состояние может быть обусловлено не только естественным физиологическим сном, но также и другими бессознательными состояниями: гипнотическим сном, летаргическим сном (или мнимой смертью) , комой, обмороком, анабиозом и некоторыми другими состояниями. В том числе, под эти параметры подходит и смерть.
Недаром древние тесно связывали сон и смерть в своем сложном пантеоне божеств и называли сон маленькой смертью, что часто находит отражение в искусстве (рис.1) и в мифологии (рис.2) , согласно которой Сон (Гипнос) и Смерть (Танатос) - братья-близнецы, дети Богини Ночи - Нюкты.
Рисунок 1. Джон Уильям Уотерхаус «Сон и его сводный брат Смерть», 1874 (Частная коллекция).
Рисунок 2. Изображение богини Ночи с детьми - Сном и Смертью. Бертель Торвальдсен, барельеф, 1815 (музей Торвальдсена, Копенгаген, Дания).
Действительно, некоторые патологические виды сна, такие, например, как летаргический сон, иногда чрезвычайно сложно отделить визуально от смерти. Ведь уровень метаболизма снижается так сильно, что сердце бьется с частотой до 2 ударов в минуту, поэтому и пульс не прощупывается.
Согласитесь, без специального оборудования определить, мертв человек или спит чрезвычайно трудно. Отсюда нередкие в прошлом случаи погребения живых еще людей. Конечно, физиологический сон можно достаточно легко отличить от других бессознательных состояний: спящего человека можно разбудить, дав ему звуковой или тактильный стимул достаточной силы.
С патологическими формами сна это не работает. Таким образом, можно сказать, что сон - это естественный физиологический процесс с пониженной реакцией на окружающий мир. Однако, такой визуальный подход является скорее бытовым, чем научным.
С открытием электроэнцефалографии и первым ее успешном применении на человеке в 1934 году, в руках сомнологов появился мощный неинвазивный и объективный метод измерения электрической активности мозга спящего человека. До сих пор этот метод является доминирующим в диагностике многих патологических состояний головного мозга и чуть ли не единственным объективным критерием в постановке диагноза «смерть мозга».
Оказалось, что электроэнцефалограмма (ЭЭГ) спящего мозга отличается от таковой мозга бодрствующего. У здорового человека в состоянии активного бодрствования на ЭЭГ мозга преобладают волны Бета-ритма (β-ритм ) со средней амплитудой 15 - 30 мкВ и диапазоном частот 14 - 30 Гц. Особенно этот ритм проявляется при концентрации внимания, эмоциональном возбуждении и усилении мыслительной деятельности. При крайних степенях умственного напряжения, например, при решении задач, требующих максимального сосредоточения внимания, в ЭЭГ мозга человека начинают появляться Гамма-волны (γ-ритм ) , характеризующийся очень низкой амплитудой - меньше 10 мкВ и высокой частотой - от 30 и, по некоторым данным, до 500 Гц.
Гамма-волны ассоциируются с сознанием человека. Однако, если человек, пребывая в состоянии бодрствования, расслаблен и ни о чем не думает, особенно с закрытыми глазами, то на его ЭЭГ появляются Альфа-волны (α-ритм ) с частотой 8 - 14 Гц и амплитудой 30 - 70 мкВ.
Появление альфа-ритма свидетельствует о подготовке мозга ко сну. Это состояние сопровождается зевотой, снижением уровня сознания, урежением частоты сердечного ритма и т.д. При засыпании на ЭЭГ появляются характерные Тета-волны (θ-ритм ) с частотой 4 - 8 Гц и амплитудой 10 - 35 мкВ, иногда до 400 мкВ, представляющие собой переходную стадию между сном и бодрствованием.
Тета-волны ассоциируются с работой областей мозга, ответственных за память и эмоции, продуцируются гиппокампом и наиболее выражены у детей 2 - 8 лет. До 13 летнего возраста тета-волны могут регистрироваться и в состоянии бодрствования, однако у взрослого человека в норме они отсутствуют.
В процессе погружения глубже в состояние сна на ЭЭГ все отчетливее проявляются высокоамплитудные Дельта-волны (δ-ритм ) с частотой 1 - 4 Гц. Это, собственно говоря, глубокий сон. Следует отметить, что δ-ритм регистрируется также при наркотическом сне и коме, а также на границах с пораженными частями мозга (опухоль) . Более того, что δ-ритм преобладает на ЭЭГ мозга здоровых детей в возрасте 3 - 6 лет в состоянии бодрствования.
На основании данных ЭЭГ была выработана структура цикла сна-бодрствования, по которой цикл ночного сна складывается из 4 стадий (рис.3) :
- Первая стадия. Преобладает α-ритм, но уже появляются θ-волны. Соответствует состоянию дремоты.
- Вторая стадия. Преобладает θ-ритм, появляются сонные веретена и К-комплексы. Соответствует процессу засыпания и неглубокого сна.
- Третья стадия. На фоне θ-ритма появляются δ-волны. Соответствует переходу в более глубокий сон.
- Четвертая стадия. Преобладает δ-ритм. Глубокий сон. По современным представлениям 3 и 4 стадии часто объединяют в одну и называют дельта-сном (SWS, slow wave sleep) .
Рисунок 3. Примеры записи ЭЭГ мозга в разных стадиях цикла «сна-бодрствования». Schlafspindel - сонное веретено; Thetawallen - θ-волны; K- komplex - К-комплекс. Источник: Шпорк П., 2010.
Долгое время эта классификация оставалась классической, до тех пор, пока в 1953 г. нашими бывшими соотечественниками Натаниэлом Клейтманом и его ассистентом Юджином Асерински из Чикагского университета не была открыта абсолютно новая фаза сна - так называемая фаза быстрого сна или БДГ-фаза (REM-сон) .
В процессе своих экспериментов они обнаружили, что спящие люди через какое-то время после засыпания начинали быстро вращать глазами под закрытыми веками, как будто они за чем-то наблюдают. При этом их сон был настолько крепок, что нужно было постараться, чтобы разбудить их.
Но если их удавалось разбудить, все они рассказывали в ярких красках о только что пережитых сновидениях. В БДГ-фазе сна тело становится еще более невосприимчивым к внешним раздражителям, чем во время обычного сна. Это особое состояние сознание человека, и не бодрствование и не сон, а нечто качественно иное, при котором мышцы абсолютно расслаблены, как бы парализованы, в то время как активность головного мозга и параметры висцеральной системы: частота дыхание, частота сердечных сокращений и др. активны как в состоянии бодрствования.
Наблюдаются всплеск секреции гормонов надпочечников, изменения артериального давления, усиление мозгового кровотока, часто возникает эрекция. Это состояние называют «вегетативной бурей». Поэтому БДГ-фазу сна часто называют парадоксальным сном: человек вроде бодрствует по всем показателям, но без сознания и парализован. Длительность этой фазы составляет примерно 90 - 120 мин за ночь (или 20 - 25% от сна) , по 10 - 20 мин на каждый цикл. Единственные мышцы, способные сокращаться во время БДГ-сна - это мышцы глаз, поскольку они не управляются нервами, проходящими через спинной мозг.
По картине ЭЭГ во время БДГ-фазы также нельзя определить бодрствует ли человек или спит, поскольку активность головного мозга чрезвычайно высока и сходна, хоть и не идентична, картине ЭЭГ при усиленных мыслительных процессах. Поэтому чтобы корректно «читать» ЭЭГ записи, были введены новые параметры в дополнение к электрической активности мозга: электрическая активность глаз (ЭОГ - электроокулограмма) и мышц шеи (ЭМГ - электромиограмма) .
ЭЭГ мозга во время БДГ-фазы сна легко отличить от таковой в состоянии бодрствования по отсутствующей активности на ЭМГ (рис.4) . В настоящее время именно по этим трем одновременно регистрируемым параметрам и исследуется мозг спящего человека. Это особенно важно при заболеваниях, связанных с нарушениями цикла «сон-бодрствование».
Рисунок 4. Электрическая активность мозга в бодрствовании, медленном и быстром сне. I - ЭЭГ, II - ЭОГ, III - ЛКТ (латеральное коленчатое тело), IV - ЭМГ.
Долгое время полагали, что Медленноволновый сон – единственный вид сна, пока однажды Азеринский и Клейтман (Azerinsky, Kleitman) в 1953 году после волн, характерных для четвертой стадии, т. е. глубокого сна, не обнаружили электрическую активность иного типа. Сначала подумали, что это просто возврат к первой стадии (легкому сну), но потом вскоре поняли, что речь идет о какой-то неизвестной ранее стадии. Действительно, спящий в это время находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса, тогда как деятельность мозга возрастает, как будто человек просыпается. Тем не менее одни лишь глаза совершают быстрые движения под сомкнутыми веками.
Это стадия БДГ - сон с быстрыми движениями глаз, называемый также «парадоксальным» сном из-за наблюдаемого, казалось бы, несоответствия между состоянием тела и активностью мозга. Во время стадии БДГ разбудить спящего очень трудно, но если это удается, то можно услышать его рассказ о том, что он видел во сне, причем богатство и точность деталей этого сновидения контрастируют с тем, что бывает во время медленноволнового сна (досье 4.1).
Поскольку сновидения тесно связаны с парадоксальным сном, можно сделать вывод, что их продолжительность, вероятно, сравнима с продолжительностью периодов такого сна, т. е. составляет примерно 20% общего времени сна. Кроме того, было отмечено, что если первое сновидение данной ночи обычно не отличается большой оригинальностью, то в последующих периодах сна с БДГ сновидения становятся все более яркими. В среднем примерно один из каждых трех снов -цветной; однако это, по-видимому, не имеет особого значения.
Наряду с этим выяснилось, что если глубокий сон необходим организму, то нужен ему и парадоксальный сон. Во время различных исследований испытуемых систематически будили в тот момент, когда электрическая активность мозга и движения глаз указывали на переход в фазу парадоксального сна. Потом им позволяли снова заснуть и проспать в общей сложности столько же часов, что и обычно, но периоды парадоксального сна таким образом исключались. Когда после этого тем же испытуемым позволяли спать непрерывно, доля периодов БДГ в общем времени сна значительно увеличивалась (Dement, 1960).
Было выдвинуто много гипотез о значении парадоксального сна. Некоторые исследователи полагают, что это периоды восстановления клеток; другие считают, что сон с БДГ играет роль «предохранительного клапана», позволяющего разряжаться избытку энергии, пока тело полностью лишено движения; по мнению третьих, он способствует закреплению в памяти информации, полученной во время бодрствования. Неко-
142 Глава 4
торые исследования указывают даже на тесную связь между высоким уровнем интеллектуальности и большой общей продолжительностью периодов парадоксального сна у многих людей.
Что касается самих сновидений и их содержания, то было выдвинуто несколько гипотез, которые сейчас еще находятся на стадии проверки (см. досье 4.1).
«Голова – предмет тёмный, исследованию не подлежит», – утверждал доктор, персонаж фильма «Формула любви». Учёные, однако, всё увереннее и бесцеремоннее вторгаются в «тёмный предмет», по мере сил проясняют его, разбираются в функциях головного мозга. Одна из таинственных областей его деятельности – сон. В науке существует довольно чёткое представление о его структуре.
Структура сна: много медленного сна и короткая фаза парадоксального
Всё начинается с медленного сна. Первая его стадия длится пять-десять минут, вторая – около двадцати. Две-три четверти часа продолжаются третья и четвёртая фазы. Затем спящий возвращается во вторую стадию. Ещё на пять минут мозг погружается в быстрый сон…
Такие циклы длительностью по 90–100 минут повторяются за ночь в среднем пять раз. Но постепенно медленный сон сокращается и нарастает быстрый, достигая в последнем цикле продолжительности в час.
Сразу после засыпания, в дремоте первой стадии медленного сна человек испытывает полусонные мечтания, возникают абсурдные или галлюциногенные мысли, появляются идеи, иллюзорно или по-настоящему решающие какие-то сложные проблемы, мучавшие наяву.
Сознание полностью отключается на второй стадии – неглубокого, или лёгкого сна. Через третью стадию (медленного сна) спящий перебирается в глубокий. На эти стадии приходится 80 процентов сновидений, в том числе кошмарных, человек разговаривает, испытывает приступы лунатизма… И резко – короткий быстрый, или парадоксальный сон . Его называют быстроволновым, стадией быстрых движений глаз (БДГ-сон).
Парадоксы парадоксального сна
Электроэнцефалограмма показывает, что фаза быстрого, парадоксального сна характеризуется активностью мозга, аналогичной состоянию бодрствования, а иногда и превосходящей его. Однако, и в этом парадокс парадоксального сна , резко падает мышечный тонус и спящий полностью неподвижен. Только глазные яблоки под сомкнутыми веками двигаются очень быстро. Учащаются пульс и дыхание, повышается давление, иногда дёргаются конечности. Если человека разбудить, почти всегда он расскажет о ярком сновидении.
Вы наверняка видели, как лихорадочно перебирают во сне лапки котята и щенки, попискивая при этом. То же самое происходит с ещё не рождёнными и новорождёнными детьми. Биотоки показывают, что они почти всё время пребывают в парадоксальной фазе сна . Жаль, что вряд ли расскажут, что им снилось!
В первом цикле БДГ-сон занимает 5–10 минут, потом его продолжительность растёт, достигая в общей сложности за ночь 1/5–1/4 общей длительности сна. А вот глубина его снижается. Однако прервать быстрый сонсложнее. Это даже небезопасно для психики.
Кстати, , парадоксального сна, сопровождающегося сновидениями, превалирует у страдающих психическими заболеваниями, а также у тех, кто находится в трансе или под воздействием алкоголя, наркотических препаратов. Пациент психбольницы и наркоман путают реальный мир со сном, могут быть агрессивными, травмироваться, выпасть из окна…
Если быстрый сон занимает слишком большую долю времени, здоровый человек утром будет чувствовать себя разбитым. В сознании крутятся сумбурные обрывки снов. Жалующиеся на бессонницу скорее всего в течение нескольких часов всё же спали, но находились в стадии парадоксального сна .
Учёные предполагают, что медленный сон восстанавливает дневные затраты энергии, а парадоксальныйосуществляет психологическую защиту мозга, в эту фазу перерабатываются полученные за день сведения, сознание и подсознание обмениваются информацией.
Ещё один парадокс: у слепых от рождения стадия быстрого сна отсутствует, им снятся ощущения и звуки…